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混动只是开胃菜 丰田电动化的百年大计

中国经济新闻网 2018-09-04 16:23:13

  · 丰田的电动化之路,经历了哪些关键技术的革新?

  纯电动汽车与混动车型在“电”的技术重叠领域可以分为三部分:电动机、电控系统以及电池,二者区别在于三个核心部分占整个动力系统的比重。可以理解为,“三大件儿”在一辆车动力系统中所占比重的不同,决定了一辆车的驱动形式。

丰田电动化之路  “三大件儿”--电动机、电控系统和电池在一辆车动力系统中所占比重的不同,决定了一辆车的驱动形式。

  (1)电动机:低损耗、轻量化/小型化、低成本化

  电动机在混动或纯电车中是动力输出的源头,在四代的技术革新过程中,丰田通过改变内部结构,使电动机实现了小型化/轻量化的同时,电动机的性能也得到大幅提升。

丰田电动化之路

丰田电动化之路  丰田初代电动机最高转速仅为5600rpm,最大功率仅为30kW,受结构所限,电机的体积达到5.1L,线圈的形状为传统的圆线,导致能量密度等关键指标,与第四代产品相比要逊色不少。

丰田电动化之路  第四代电动机能够实现小型化的关键技术点之一,就是提高线圈占空系数,由传统的圆线变为平角线,这一改变使体积缩小了2.9L。

丰田电动化之路  第四代电机通过升压系统的加持,使电压由288V提升至500V,同时使转速大幅度提升至17000rpm,功率升高至53kW,相比初代电机提高约77%。

  (2)电池组:小型化,轻量化,高输入/输出化

  正如传统燃油车的油箱一样,对于纯电或混动汽车的电池组,其大小和位置同样重要。在保证电池容量的前提下,越小的电池体积就意味着车内的乘坐空间也会进一步得到释放。丰田混动系统的电池组体积由初代的近90L,经过历代的优化,体积缩小了67%,进步十分显著。

丰田电动化之路  对消费者而言,在使用层面,电池小型化对车内空间的优化是非常明显的,从最初的占用行李厢空间,到电池缩小到可以放置于后座下,技术的革新对车辆实用性的提升是显而易见的。

丰田电动化之路  最初的混动系统电池包体积近90L,整个控制电路面板的体积将近2.388L,同时风冷装置也占据了很大一部分空间。

丰田电动化之路  而高度集成化的第四代电池包,其体积大幅缩小67%。主要归功于电路面板体积的减小,以及对风冷系统的优化。另外,通过调整耐电压设计,也实现了( SMR 、电流传感器、 限流电阻)等零部件的小型化。

  (3)电控系统:低损耗、轻量化/小型化、低成本化

  混动系统中的发动机和电动机如何协同工作?什么时候介入?什么时候退出?电控系统在整个混动系统中的作用就像是人类的大脑,时刻维持着系统的正常、高效运作。而低损耗/成本以及小型化则是这个“大脑”的进化方向。

丰田电动化之路  丰田初代PCU就具有了诸多世界首创的新技术,比如温度传感器内置、低应力热散板等。

丰田电动化之路  PCU进化至4代,通过使用全新的双面叠层冷却技术,以及体积更小的功率半导体,PCU整体体积得到大幅减小,体积的优化也使得其能够放置于驱动桥上方,对前驱车来讲既能够放置于发动机舱内,又节省了车内的空间,并且还使整车重心得到降低。

  · 丰田在电动化发展的进程中如何布局未来?

  如何布局未来,是一个企业是否能够长期保持鲜活生命力的核心所在。而丰田的电动化历程对未来当然有着非常明确的规划。

  · 2020年,丰田会将EV车型正式引入国内(纯电动C-HR和奕泽IZOA),之后向全世界推广丰田和雷克萨斯两个品牌的电动车型。

  · 2025年前后,所有车型均会配备电动化专用车型或电动车型。

  · 2030年前后,电动车型在全车型中所占比例达50%以上。

  · 2050年,实现零排放,100%车型实现电动化。

  编辑点评:从上世纪中叶,汽车尚未全面普及的年代,丰田就已经着手布局新能源市场。时至今日,电动系统中的核心部件都已经历了四次的革新或升级,正是由于丰田对技术也可以说对汽车环保的执着与不懈,才造就了其混动系统在全球范围内有着无法动摇的地位。

来源:爱卡汽车 编辑: 曹阳       
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